TW201813115A - 矽基光伏元件及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種矽基光伏元件及其製造方法。本發明之方法係形成背鈍化層以被覆p型矽晶圓的背表面。特別地，本發明之方法於執行熱處理製程期間，在p型矽晶圓的經粗糙化的正表面上形成氧化矽層，且同時對背鈍化層進行退火處理以提昇背鈍化層的品質。與傳統的射極鈍化及背電極矽基光伏元件相較，根據本發明之方法所製造的矽基光伏元件具有更高的光電轉換效率。

Description

矽基光伏元件及其製造方法
本發明係關於一種矽基光伏元件(Silicon-based Photovoltaic Device)及其製造方法，並且特別地，本發明乃關於一種具有射極鈍化及背電極(Passivated Emitter Rear Cell,PERC)結構且光電轉換效率更加提升的矽基光伏元件及其製造方法。
光伏元件(Photovoltaic Device)因為其將發自一光源(例如，太陽光)中容易取得的能量轉換成電力，以操控例如，計算機、電腦、加熱器...，等電子裝置，所以光伏元件已被廣泛地使用。最常見的光伏元件即為將矽晶圓做為基材的矽基光伏元件。
雖然，矽基光伏元件靠著矽晶圓、導電漿技術改善以及製程優化，光電轉換效率逐年持續進步，但是隨著分散式系統日益興起，市場更需要性價比高、光電轉換效率也高的產品。適時，已有廠商將PERC矽基光伏元件成功量產，開啟了以PERC技術提升效率的旋風。
PERC技術是利用Al2O3/SiNx、SiO2/SiNx或SiOxNy/SiNx等材料在矽基光伏元件的背表面上形成鈍化層，作為背反射器，增加長波光的吸收，同時將p-n接面間的電勢差最大化，降低電子複合，從而提升矽基光伏元件的光電轉換效率。
請參閱圖1，圖1係一典型的PERC矽基光伏元 件1的剖面視圖，以揭示典型的PERC矽基光伏元件1的各層結構。
如圖1所示，典型的PERC矽基光伏元件1包含p型矽晶圓10。p型矽晶圓10具有經粗糙化的正表面102以及背表面104。p型矽晶圓10的經粗糙化的正表面102執行磷擴散製程後，進而在p型矽晶圓10內靠近經粗糙化的正表面102之一處形成p-n接面106。
典型的PERC矽基光伏元件1並且包含背鈍化層14。背鈍化層14係形成以被覆p型矽晶圓10的背表面104。特別地，多個微結構142係形成在背鈍化層14上，於每一個微結構142內，背表面104係外露。一般，多個微結構142為溝槽型態微結構，甚至深入背表面104。
典型的PERC矽基光伏元件1並且包含抗反射層17。抗反射層17係形成以被覆經粗糙化的正表面102。
典型的PERC矽基光伏元件1並且包含正面電極16以及背面電極18。正面電極16係形成於抗反射層17上，並且與經粗糙化的正表面形102成歐姆接觸。背面電極18係形成於背鈍化層14上，並且填充多個微結構142。一般，背面電極18係採用鋁漿進行燒結而形成。於燒結過程中，鋁局部擴散至典型的PERC矽基光伏元件1的背表面104裡，形成了背表面電場(Back Surface Filed,BSF)182，如圖1所示。背表面電場182反射少數載子並增加多數載子的收集再傳輸至銀或銀鋁形成的匯流排電極，進而提升典型的PERC矽基光伏元件1的整體效能。
然而，PERC矽基光伏元件的性能仍有提升的空間。
因此，本發明所欲解決的技術問題在於提供一種具有PERC結構且光電轉換效率更加提升的矽基光伏元件及其製造方法。
根據本發明之第一較佳具體實施例之製造矽基光伏元件的方法，首先，係製備p型矽晶圓，其中p型矽晶圓具有正表面以及背表面。接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係對p型矽晶圓的正表面進行粗糙化製程。接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係對經粗糙化的正表面執行磷擴散製程，進而在p型矽晶圓內靠近經粗糙化的正表面之一處形成p-n接面，並且在經粗糙化的正表面上形成磷玻璃層。接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係去除在經粗糙化的正表面上之磷玻璃層。接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係形成背鈍化層以被覆在p型矽晶圓的背表面。接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係執行熱處理製程，進而在經粗糙化的正表面上形成氧化矽層，並且同時對背鈍化層進行退火處理。接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係形成抗反射層以被覆氧化矽層。接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係局部移除背鈍化層，進而在背鈍化層上形成多個微結構，其中於每一個微結構內，背表面係外露。接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係於抗反射層上形成正面電極，其中正面電極與經粗糙化的正表面形成歐姆接觸。最後，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係於背鈍化層上形成背面電極，其中背面電極填充多個微結構。
根據本發明之第二較佳具體實施例之製造矽基光伏元件的方法，首先，係製備p型矽晶圓，其中p型矽晶圓具有正表面以及背表面。接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係對p型矽晶圓的正表面進行粗糙化製程。接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係對經粗糙 化的正表面執行磷擴散製程，進而在p型矽晶圓內靠近經粗糙化的正表面之一處形成p-n接面，並且在經粗糙化的正表面上形成磷玻璃層。接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係去除在經粗糙化的正表面上之磷玻璃層。接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係執行熱處理製程進而在經粗糙化的正表面上形成正面氧化矽層，並且同時在背表面上形成背面氧化矽層。接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係形成背鈍化層以被覆背面氧化矽層。接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係形成抗反射層以被覆正面氧化矽層。接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係局部移除背鈍化層以及背面氧化矽層，進而在背鈍化層上形成多個微結構，其中於每一個微結構內，背表面係外露。接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係於抗反射層上形成正面電極，其中正面電極與經粗糙化的正表面形成歐姆接觸。最後，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係於背鈍化層上形成背面電極，其中背面電極填充多個微結構。
根據本發明之第三較佳具體實施例之製造矽基光伏元件的方法，首先，係製備p型矽晶圓，其中p型矽晶圓具有正表面以及背表面。接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係對p型矽晶圓的正表面進行粗糙化製程。接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係對經粗糙化的正表面執行磷擴散製程，進而在p型矽晶圓內靠近經粗糙化的正表面之一處形成p-n接面，並且在經粗糙化的正表面上形成磷玻璃層。接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係去除在經粗糙化的正表面上之磷玻璃層。接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係形成抗反射層以被覆經粗糙化的正表面。接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係形成背鈍化層以被覆p型矽晶圓的背表面。接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係執行熱處理 製程，進而同時對背鈍化層以及抗反射層進行熱處理。接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係局部移除背鈍化層進而在背鈍化層上形成多個微結構，其中於每一個微結構內，背表面係外露。接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係於抗反射層上形成正面電極，其中正面電極與經粗糙化的正表面形成歐姆接觸。最後，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係於背鈍化層上形成背面電極，其中背面電極填充多個微結構。
於實際應用中，微結構可以是凹陷、溝槽，或上述結構構成的混合結構。
於一具體實施例中，背鈍化層的組成可以是Al2O3/SiNx、SiO2/SiNx或SiOxNy/SiNx，或上述化合物之混合物。
於一具體實施例中，抗反射層的組成可以是SiNx、SiO2/SiNx或SiNx/SiOxNy，或上述化合物之混合物。
於一具體實施例中，p型矽晶圓可以是p型單晶矽晶圓或p型多晶矽晶圓。
與先前技術不同，根據本發明之方法所製造的矽基光伏元件不僅具有PERC結構，並且其光電轉換效率較典型的PERC矽基光伏元件更加提升。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1、2、3、4‧‧‧矽基光伏元件
10、20、30、40‧‧‧p型矽晶圓
102、202、302、402‧‧‧正表面
104、204、304、404‧‧‧背表面
106、206、306、406‧‧‧p-n接面
14、24、34、44‧‧‧背鈍化層
142、242、342、442‧‧‧微結構
16、26、36、46‧‧‧正面電極
17、27、37、47‧‧‧抗反射層
18、28、38、48‧‧‧背面電極
182、282、382、482‧‧‧背表面電場
21、31、41‧‧‧磷玻璃層
22‧‧‧氧化矽層
32‧‧‧正面氧化矽層
33‧‧‧背面氧化矽層
圖1係一典型的PERC矽基光伏元件的剖面視圖。
圖2至圖7係以剖面視圖繪示根據本發明之第一較佳具體實施例之製造矽基光伏元件的方法。
圖8至圖13係以剖面視圖繪示根據本發明之第二較佳具體實施例之製造矽基光伏元件的方法。
圖14至圖18係以剖面視圖繪示根據本發明之第三較佳具體實施例之製造矽基光伏元件的方法。
請參閱圖2至圖7，該等圖式係以剖面視圖描繪根據本發明之第一較佳具體實施例之製造如圖7的剖面視圖所示之矽基太陽能電池2的方法。
如圖2所示，根據本發明之第一較佳具體實施例之製造矽基光伏元件2的方法，首先，係製備p型矽晶圓20，其中p型矽晶圓具20有正表面202以及背表面204。
於一具體實施例中，p型矽晶圓20可以是p型單晶矽晶圓或p型多晶矽晶圓。
同樣示於圖2，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係對p型矽晶圓20的正表面202進行粗糙化製程，以讓p型矽晶圓20的正表面202成經粗糙化的正表面202，進而降低p型矽晶圓20對入射光的反射率。粗糙化製程可以利用KOH或NaOH等鹼性液體進行蝕刻，但並不以此為限。
如圖3所示，接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係對經粗糙化的正表面202執行磷擴散製程，進而在p型矽晶圓20內靠近經粗糙化的正表面202之一處形成p-n接面206，並且在經粗糙化的正表面202上形成磷玻璃層21。
如圖4所示，接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係去除在經粗糙化的正表面202上之磷玻璃層21。
如圖5所示，接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係形成背鈍化層24以被覆在p型矽晶圓20的背表面204。
於一具體實施例中，背鈍化層24的組成可以是Al2O3/SiNx、SiO2/SiNx或SiOxNy/SiNx，或上述化合物之混合物。
同樣示於圖5，接著特別地，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係執行熱處理製程，進而在經粗糙化的正表面202上形成氧化矽層22，並且同時對背鈍化層24進行退火處理。於一具體實施例中，熱處理製程的溫度範圍介於300℃至900℃，製程時間範圍介於1分鐘至120分鐘，爐氛使用空氣(air)、氮氣(N2)、氧氣(O2)或上述氣體之混合物，藉此可以降低背鈍化層24的缺陷密度，並且提昇背鈍化層24的表面形態。
如圖6所示，接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係形成抗反射層27以被覆氧化矽層22。
於一具體實施例中，抗反射層27的組成可以是SiNx、SiNx/SiOxNy或SiO2/SiNx，或上述化合物之混合物。
如圖7所示，接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係局部移除背鈍化層24，進而在背鈍化層24上形成多個微結構242，其中於每一個微結構242內，背表面204係外露。於一具體實施例中，多個微結構242可以藉由雷射雕刻背鈍化層24而形成，多個微結構242槽甚至深入背表面204，但並不以此為限。
於實際應用中，微結構242可以是凹陷、溝槽，或上述結構構成的混合結構。
同樣示於圖7，接著，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係於抗反射層27上形成正面電極26，其中正 面電極26與經粗糙化的正表面202形成歐姆接觸。
同樣示於圖7，最後，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法係於背鈍化層24上形成背面電極28，即完成矽基太陽能電池2。特別地，背面電極28填充多個微結構242。圖7所示矽基太陽能電池2具有PERC結構。
於一具體實施例中，正面電極26的形成可以藉由局部塗佈銀漿於抗反射層27上，背面電極28的形成可以藉由塗佈鋁漿於背鈍化層24上，再進行共燒製程一起形成。於燒結過程中，鋁局部擴散至背表面204裡，形成了背表面電場282，如圖7所示。
請再參閱圖7，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法所製造的矽基光伏元件2包含p型矽晶圓20、背鈍化層24、氧化矽層22、抗反射層27、正面電極26以及背面電極28。
p型矽晶圓20具有經粗糙化的正表面202以及背表面204，並且包含靠近經粗糙化的正表面202之p-n接面206。背鈍化層24係形成以被覆p型矽晶圓20的背表面204。特別地，多個微結構242係形成在背鈍化層24上，於每一個微結構242內，背表面204係外露。
氧化矽層22係形成於p型矽晶圓20的經粗糙化的正表面202上。特別地，於氧化矽層22形成的過程中，背鈍化層24係同時進行退火處理，藉此可以降低背鈍化層24的缺陷密度，並且提昇背鈍化層24的表面形態。
抗反射層27係形成以被覆氧化矽層22。正面電極26係形成於抗反射層27上，並且與經粗糙化的正表面202形成歐姆接觸。背面電極28係形成於背鈍化層24上，並且特別地，背面電極28填充該多個微結構242。鋁局部擴散至背表面204裡，形成了背表面電場282。
請參閱表1，根據本發明之第一較佳具體實施例之方法所製造的矽基光伏元件2經測試所得各項電池特性，包含光電轉換效率(Efficiency)、開路電壓(Voc)、短路電流(Isc)以及填充因子(Fill Factor,FF)。表1中並列出一典型的PERC矽基光伏元件做為參考組1的測試結果，做為比較。
從表1的測試數據，可以清楚看出根據本發明之第一較佳具體實施例之方法所製造的矽基光伏元件2其各項電池特性皆優於典型的PERC矽基光伏元件(參考組1)的各項電池特性。
請參閱圖8至圖13，該等圖式係以剖面視圖描繪根據本發明之第二較佳具體實施例之製造如圖13的剖面視圖所示之矽基太陽能電池3的方法。
如圖8所示，根據本發明之第二較佳具體實施例之製造矽基光伏元件3的方法，首先，係製備p型矽晶圓30，其中p型矽晶圓具30有正表面302以及背表面304。
於一具體實施例中，p型矽晶圓30可以是p型單晶矽晶圓或p型多晶矽晶圓。
同樣示於圖8，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係對p型矽晶圓30的正表面302進行粗糙化製程， 以讓p型矽晶圓30的正表面302成經粗糙化的正表面302，進而降低p型矽晶圓30對入射光的反射率。
如圖9所示，接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係對經粗糙化的正表面302執行磷擴散製程，進而在p型矽晶圓30內靠近經粗糙化的正表面302之一處形成p-n接面306，並且在經粗糙化的正表面302上形成磷玻璃層31。
如圖10所示，接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係去除在經粗糙化的正表面302上之磷玻璃層31。
如圖11所示，接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係執行退火製程進而在p型矽晶圓30的經粗糙化的正表面302上形成正面氧化矽層32，並且同時在p型矽晶圓30的背表面304上形成背面氧化矽層33。
於一具體實施例中，熱處理製程的溫度範圍介於300℃至900℃，製程時間範圍介於1分鐘至120分鐘，爐氛使用空氣(air)、氮氣(N2)、氧氣(O2)或上述氣體之混合物，如圖12所示，接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係形成背鈍化層34以被覆背面氧化矽層33。
於一具體實施例中，背鈍化層34的組成可以是Al2O3/SiNx、SiO2/SiNx或SiOxNy/SiNx，或上述化合物之混合物。
同樣示於圖12，接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係形成抗反射層37以被覆正面氧化矽層32。
於一具體實施例中，抗反射層37的組成可以是SiNx、SiOxNy/SiNx或SiO2/SiNx，或上述化合物之混合物。
如圖13所示，接著，根據本發明之第二較佳具 體實施例之方法係局部移除背鈍化層34以及背面氧化矽層33，進而在背鈍化層34上形成多個微結構342，其中於每一個微結構342內，背表面304係外露。於一具體實施例中，多個微結構342可以藉由雷射雕刻背鈍化層34而形成，多個微結構342甚至深入背表面304，但並不以此為限
於實際應用中，微結構342可以是凹陷、溝槽，或上述結構構成的混合結構。
同樣示於圖13，接著，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係於抗反射層37上形成正面電極36，其中正面電極36與經粗糙化的正表面302形成歐姆接觸。
同樣示於圖13，最後，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法係於背鈍化層34上形成背面電極38。特別地，背面電極38填充多個微結構342。圖13所示矽基太陽能電池3具有PERC結構。
於一具體實施例中，正面電極36的形成可以藉由局部塗佈銀漿於抗反射層37上，背面電極38的形成可以藉由塗佈鋁漿於背鈍化層34上，再進行共燒製程一起形成。於燒結過程中，鋁局部擴散至背表面304裡，形成了背表面電場382，如圖13所示。
請再參閱圖13，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法所製造的矽基光伏元件3包含p型矽晶圓30、正面氧化矽層32、背面氧化矽層33、背鈍化層34、抗反射層37、正面電極36以及背面電極38。
p型矽晶圓30具有經粗糙化的正表面302以及背表面304，並且包含靠近經粗糙化的正表面302之p-n接面306。正面氧化矽層32係形成在p型矽晶圓30的經粗糙化的正表面302上。背面氧化矽層33係形成在p型矽晶圓30的背表面304上。特別地，正面氧化矽層32與背面氧化矽層33 係同時形成。
背鈍化層34係形成以被覆背面氧化矽層33。特別地，多個微結構342係形成在背鈍化層34上，於每一個微結構342內，背表面304係外露。
抗反射層37係形成以被覆正面氧化矽層32。正面電極36係形成於抗反射層37上，並且與經粗糙化的正表面302形成歐姆接觸。背面電極38係形成於背鈍化層24上，並且特別地，背面電極38填充該多個微結構342。鋁局部擴散至背表面304裡，形成了背表面電場382。
請參閱表2，根據本發明之第二較佳具體實施例之方法所製造的矽基光伏元件之數個試片經測試所得各項平均電池特性，包含光電轉換效率(Efficiency,Eff)、開路電壓(Voc)、短路電流(Isc)以及填充因子(Fill Factor,FF)。表2中並列出一典型的PERC矽基光伏元件做為參考組2的測試結果，做為比較。
從表2的測試數據，可以清楚看出根據本發明之第二較佳具體實施例之方法所製造的矽基光伏元件3其各項電池特性皆優於典型的PERC矽基光伏元件(參考組2)的各項電池特性。
請參閱圖14至圖19，該等圖式係以剖面視圖描繪根據本發明之第三較佳具體實施例之製造如圖19的剖面視圖所示之矽基太陽能電池4的方法。
如圖14所示，根據本發明之第三較佳具體實施例之製造矽基光伏元件4的方法，首先，係製備p型矽晶圓40，其中p型矽晶圓具40有正表面402以及背表面404。
於一具體實施例中，p型矽晶圓40可以是p型單晶矽晶圓或p型多晶矽晶圓。
同樣示於圖14，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係對p型矽晶圓40的正表面402進行粗糙化製程，以讓p型矽晶圓40的正表面402成經粗糙化的正表面402，進而降低p型矽晶圓40對入射光的反射率。粗糙化製程可以是利用KOH、NaOH等鹼性液體進行蝕刻，但並不以此為限。
如圖15所示，接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係對經粗糙化的正表面402執行磷擴散製程，進而在p型矽晶圓40內靠近經粗糙化的正表面402之一處形成p-n接面406，並且在經粗糙化的正表面402上形成磷玻璃層41。
如圖16所示，接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係去除在經粗糙化的正表面402上之磷玻璃層41。
如圖17所示，接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係形成抗反射層47以被覆p型矽晶圓40的經粗糙化的正表面402。
於一具體實施例中，抗反射層47的組成可以是SiNx、SiNx/SiOxNy或SiO2/SiNx，或上述化合物之混合物。
同樣示於圖17，接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係形成背鈍化層44以被覆在p型矽晶圓40的背表面404。
於一具體實施例中，背鈍化層44的組成可以是Al2O3/SiNx、SiO2/SiNx或SiOxNy/SiNx，或上述化合物之混合物。
同樣示於圖17，接著特別地，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係執行熱處理製程，進而同時對背鈍化層44以及抗反射層47進行退火處理。於一具體實施例中，熱處理製程的溫度範圍介於300℃至900℃，製程時間範圍介於1分鐘至120分鐘，爐氛使用空氣(air)、氮氣(N2)、氧氣(O2)、氫氣(H2)、氬氣(Ar)或上述氣體之混合物，藉此可以降低背鈍化層44與抗反射層47的缺陷密度，並且提昇背鈍化層44與抗反射層47的表面形態。
如圖18所示，接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係局部移除背鈍化層44，進而在背鈍化層44上形成多個微結構442，其中於每一個微結構442內，背表面404係外露。於一具體實施例中，多個微結構442可以藉由雷射雕刻背鈍化層44而形成，但並不以此為限。
於實際應用中，微結構可以是凹陷、溝槽，或上述結構構成的混合結構。
同樣示於圖18，接著，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係於抗反射層47上形成正面電極46，其中正面電極46與經粗糙化的正表面402形成歐姆接觸。
同樣示於圖18，最後，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法係於背鈍化層44上形成背面電極48，即完成矽基太陽能電池4。特別地，背面電極48填充多個微結構442。圖18所示矽基太陽能電池4具有PERC結構。
於一具體實施例中，正面電極46的形成可以藉由局部塗佈銀漿於抗反射層47上，背面電極48的形成可以藉由塗佈鋁漿於背鈍化層44上，再進行共燒製程一起形成。於燒結過程中，鋁局部擴散至背表面404裡，形成了背表面電場482，如圖18所示。
請參閱表3，根據本發明之第三較佳具體實施例之方法所製造的矽基光伏元件4之數個試片經測試所得各項平均電池特性，包含光電轉換效率(Efficiency,Eff)、開路電壓(Voc)、短路電流(Isc)以及填充因子(Fill Factor,FF)。表3中並列出一典型的PERC矽基光伏元件做為參考組3的測試結果，做為比較。
從表3的測試數據，可以清楚看出根據本發明之第三較佳具體實施例之方法所製造的矽基光伏元件4其各項電池特性皆優於典型的PERC矽基光伏元件(參考組3)的各項電池。
綜上所述，咸信能讓人清楚了解根據本發明之方法所製造的矽基光伏元件不僅具有PERC結構，並且其光電轉換效率較典型的PERC矽基光伏元件更加提升。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加 清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之面向加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的面向內。因此，本發明所申請之專利範圍的面向應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

Claims (13)

  1. 一種製造一矽基光伏元件之方法，包含下列步驟：製備一p型矽晶圓，其中該p型矽晶圓具有一正表面以及一背表面；對該正表面進行一粗糙化製程；對該經粗糙化的正表面執行一磷擴散製程進而在該p型矽晶圓內靠近該經粗糙化的正表面之一處形成一p-n接面並且在該經粗糙化的正表面上形成一磷玻璃層；去除在該經粗糙化的正表面上之該磷玻璃層；形成一背鈍化層以被覆該背表面；執行一熱處理製程進而在該經粗糙化的正表面上形成一氧化矽層，且同時對該背鈍化層進行一退火處理；形成一抗反射層以被覆該氧化矽層；局部移除該背鈍化層進而在該背鈍化層上形成多個微結構，其中於每一個微結構內，該背表面係外露；於該抗反射層上形成一正面電極，其中該正面電極與該經粗糙化的正表面形成歐姆接觸；以及於該背鈍化層上形成一背面電極，其中該背面電極填充該多個微結構。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該背鈍化層之組成係選自由Al 2O 3/SiN x、SiO 2/SiN x以及SiO xN y/SiN x所組成之群組中之其一，並且該抗反射層之組成係選自由SiN x、SiO 2/SiN x以及SiN x/SiO xN y所組成之群組中之其一。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該p型矽晶圓係一p型單晶矽 晶圓或一p型多晶矽晶圓。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該熱處理製程之一溫度範圍介於300℃至900℃，該熱處理製程之一製程時間範圍介於1分鐘至120分鐘，該熱處理製程之一爐氛包含選自由空氣、氮氣以及氧氣所組成之群組中之其一。
  5. 一種製造一矽基光伏元件之方法，包含下列步驟：製備一p型矽晶圓，其中該p型矽晶圓具有一正表面以及一背表面；對該正表面進行一粗糙化製程；對該經粗糙化的正表面執行一磷擴散製程進而在該p型矽晶圓內靠近該經粗糙化的正表面之一處形成一p-n接面並且在該經粗糙化的正表面上形成一磷玻璃層；去除在該經粗糙化的正表面上之該磷玻璃層；執行一熱處理製程進而在該經粗糙化的正表面上形成一正面氧化矽層，且同時在該背表面上形成一背面氧化矽層；形成一背鈍化層以被覆該背面氧化矽層；形成一抗反射層以被覆該正面氧化矽層；局部移除該背鈍化層以及該背面氧化矽層進而在該背鈍化層上形成多個微結構，其中於每一個微結構內，該背表面係外露；於該抗反射層上形成一正面電極，其中該正面電極與該經粗糙化的正表面形成歐姆接觸；以及 於該背鈍化層上形成一背面電極，其中該背面電極填充該多個微結構。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該背鈍化層之組成係選自由Al 2O 3/SiN x、SiO 2/SiN x以及SiO xN y/SiN x所組成之群組中之其一，並且該抗反射層之組成係選自由SiN x、SiO 2/SiN x以及SiN x/SiO xN y所組成之群組中之其一。
  7. 如請求項5所述之方法，其中該p型矽晶圓係一p型單晶矽晶圓或一p型多晶矽晶圓。
  8. 如請求項5所述之方法，其中該熱處理製程之一溫度範圍介於300℃至900℃，該熱處理製程之一製程時間範圍介於1分鐘至120分鐘，該熱處理製程之一爐氛包含選自由空氣、氮氣以及氧氣所組成之群組中之其一。
  9. 一種製造一矽基光伏元件之方法，包含下列步驟：製備一p型矽晶圓，其中該p型矽晶圓具有一正表面以及一背表面；對該正表面進行一粗糙化製程；對該經粗糙化的正表面執行一磷擴散製程進而在該p型矽晶圓內靠近該經粗糙化的正表面之一處形成一p-n接面並且在該經粗糙化的正表面上形成一磷玻璃層；去除在該經粗糙化的正表面上之該磷玻璃層；形成一抗反射層以被覆該經粗糙化的正表面；形成一背鈍化層以被覆該背表面；執行一熱處理製程進而同時對該背鈍化層以及該抗反射層進行一退火處理； 局部移除該背鈍化層進而在該背鈍化層上形成多個微結構，其中於每一個微結構內，該背表面係外露；於該抗反射層上形成一正面電極，其中該正面電極與該經粗糙化的正表面形成歐姆接觸；以及於該背鈍化層上形成一背面電極，其中該背面電極填充該多個微結構。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該背鈍化層之組成係選自由Al 2O 3/SiN x、SiO 2/SiN x以及SiO xN y/SiN x所組成之群組中之其一，該抗反射層之組成係選自由SiN x、SiO 2/SiN x以及SiN x/SiO xN y所組成之群組中之其一，並且該p型矽晶圓係一p型單晶矽晶圓或一p型多晶矽晶圓。
  11. 如請求項9所述之方法，其中該熱處理製程之一溫度範圍介於300℃至900℃，該熱處理製程之一製程時間範圍介於1分鐘至120分鐘，該熱處理製程之一爐氛包含選自由空氣、氮氣以及氧氣、氫氣、氬氣所組成之群組中之其一。
  12. 一種矽基光伏元件，包含：一p型矽晶圓，其中該p型矽晶圓具有一經粗糙化的正表面以及一背表面，且包含靠近該經粗糙化的正表面之一p-n接面；一背鈍化層，係形成以被覆該背表面，其中多個微結構係形成在該背鈍化層上，於每一個微結構內，該背表面係外露； 一氧化矽層，係形成於該經粗糙化的正表面上，其中於該氧化矽層形成的過程中，該背鈍化層係同時進行一退火處理；一抗反射層，係形成以被覆該氧化矽層；一正面電極，係形成於該抗反射層上且與該經粗糙化的正表面形成歐姆接觸；以及一背面電極，係形成於該背鈍化層上，其中該背面電極填充該多個微結構。
  13. 一種矽基光伏元件，包含：一p型矽晶圓，其中該p型矽晶圓具有一經粗糙化的正表面以及一背表面，且包含靠近該經粗糙化的正表面之一p-n接面；一正面氧化矽層，係形成在該經粗糙化的正表面上；一背面氧化矽層，係形成在該背表面上，其中該正面氧化矽層與該背面氧化矽層係同時形成；一背鈍化層，係形成以被覆該背面氧化矽層，其中多個微結構係形成在該背鈍化層上，於每一個微結構內，該背表面係外露；一抗反射層，係形成以被覆該正面氧化矽層；一正面電極，係形成於該抗反射層上且與該經粗糙化的正表面形成歐姆接觸；以及一背面電極，係形成於該背鈍化層上，其中該背面電極填充該多個微結構。
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